数字电视原理与应用第2章数字电视信号参数的选择及演播室标准PPT课件

数字电视原理与应用课 件
2020年4月22日星期三
课程安排
1
数字电视概述
•电视技术的发展历程 •模拟电视原理 •数字电视的发展
2
数字电视基本原理
▪视频压缩原理 ▪MPEG-2视频编码及测量 ▪MPEG-2音频编码及测量 ▪MPEG-2系统及其测量 ▪数字调制基础 ▪数字电视的纠错编码原理
3
数字电视相关标准
•DVB-S标准及相关测量 •DVB-C标准及相关测量 •OFDM技术 •DVB-T标准及相关测量 •ATSC和ISDB-T标准及其 测量 •我国的数字电视标准
数字电视基本原理
v 视频压缩原理
——第5章
v MPEG-2视频编码部分及其测量 ——第4,6,11章
v MPEG-2音频编码部分及其测量 ——第7章
组中的监督码元数目。
v 简单地说，分组码是对每段k位长的信息组以一
定的规则增加r个监督元， 组成长为n的码字。
在二进制情况下，共有2k个不同的信息组，相 应地可得到2k个不同的码字，称为许用码组。 其余 2n-2k个码字未被选用，称为禁用码组。（ 7，4）（9，5） n
k
r
1、纠错编码的基本原理
v 编码纠检错能力与最小码距之间的关系：
v 因此最小码距是衡量差错控制编码纠、检错能力 大小的标志。一般情况下，差错编码的纠错能力 及检错能力与最小码距之间的关系如下：
1、纠错编码的基本原理——检错和纠错能力
码的最小距离d0直接关系着码的检错和纠错能力；任一(n,k)分组码，若 要在码字内:
(1) 检测e个随机错误，则要求码的最小距离d0≥e+1;
v 因此该码集的最小码距为2，即dmin=2 v 000、001、110三个码组相比较，码距有1和2

精选ppt课件2021
16
2、有线数字电视的主流标准与方式
1）标准： DVB-C ATSC-16VSB，ATSC-64QAM
ISDB-C
精选ppt课件2021
17
2)四种方式：
DVB-C
ATSC-64QAM ATSC-16VSB
ISDB-C
传送方式 16-64QAM 64QAM
16VSB
64QAM
➢ 提供其他增值业务：数据广播，视频点播，电子商务，软件下载 ，电视购物……
➢ 为“三网融合”提供了技术上的可能性。
精选ppt课件2021
4
3、数字电视分类
HDTV：图像分辨率1920×1080（16：9） SDTV：图像分辨率720×756（PAL）
720×480（NTSC） LDTV：VCD级图像分辨率
编码：量化后的信号仍然只是离散信号，还不是数字信号。用 n比特二进制码来表示已经量化了的取样值，称为编码。 每个二进制数对应一个量化电平，再按时序将它们排列 起来，就得到基带数字信息流。
传输速率：传输速率=取样频率fs×量化比特数
精选ppt课件2021
20
2）音频信号的数字化
• 取样频率：>40KHz。 常用11.025KHz，22.05KHz，44.1KHz，48KHz。
精选ppt课件2021
2
一、数字电视基本概念
1、什么是数字电视
数字电视是一个系统。它指一个从节目摄 制、制作、编辑、存储、发送、传输，到信号 接收、处理、显示等全过程完全数字化的电视 系统。
精选ppt课件2021
3
2、数字电视实现的意义
➢ 使整个广播电视节目制作和传输质量显著改善，信道资源利用率 大大提高。

行）。
信号带宽： 视频信号：6MHz（Y、R、G、B） 色差信号：1.5MHz（R-Y、B-Y压缩）
像素：组成图像的最小基本单元。
像素颗粒越小，单位面积上的像素数越多， 图像就越清晰、越逼真。
●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●
fs≥2fm
3、频谱混叠和限带滤波
当fs＜2fm时，上下边带的边界处频谱重叠在 一起，使信号分离不出来而产生干扰失真，叫 混叠干扰。
• 限带：使fm信号的最高频率＜1/2·fs。
通常取fs＝（2.2～2.7）fm。
二、量化
量化的概念 量化：把在时间上离散化的信号在幅度上
也离散化。
①量化级与量化级差
如果是4:4:4标准：总数码率R=3×13.5×8=324Mb/s。
2.6 ITU-R601标准和中国HDTV标准介绍
一、 ITU-R601标准介绍 演播室数字分量编码（4:2:2）标准—
ITU-R601 主要参数为：P22
参数名称
1．编码信号
2．一行取样点数 亮度信号（Y） 色度信号R-Y、B-Y
R、G、B或Y：74.25MHz
CR、CB ：37.125MHz
格式：1920×1080i/50
第一、二章小结
数字电视： HDTV的基本参数： 数字电视的主要优缺点 数字电视系统的基本组成 音频信号的数字化
取样频率：32KHz、44.1KHz、48KHz 量化比特数：n=16bit 数码率： R=fs×n×声道数

时分复用编码器框图
数字视频信号与模拟行同步 的定时关系
• 数字分量视频信号是由模拟分量视频信号 经过A/D转换得到的，数字有效行与模拟有 效行之间应该有明确的定时关系
视频数据与模拟行同步定时关系
数字定时基准信号SAV和EAV
• 在数字视频信号流中，以SAV和EAV标注 视频数据块的起始和结束 • 每个定时基准信号由4个字构成，每个字为 8比特或10比特，8比特时表示为：FF 00 00 XY • 信号头三个字由固定前缀FF与00和00构成， 供定时基准信号用，XY携带具体同步信息
电视图像采样结构的选择
• 图像的采样结构是指采样点在空间和时间上的相对位置 • 采样结构有正交结构和行交叉结构等几种，在数字电视图 像采样中一般使用正交结构，以有利于帧内和帧间信号处 理 • 为保证采样结构为正交，要求行周期必须是采样周期的整 数倍
电视图像（亮度）采样频率的选择
• 图像亮度信号的采样应满足采样定理的要 求，取样频率应大于视频带宽的2倍 • 为保证采样结构正交，采样频率应是行频 的整数倍 • 为方便节目交流，亮度信号采样频率应兼 顾NTSC制和PAL制，即应是这两种制式行 频的最小公倍数的整数倍 • 为降低码率，采样频率的选择应尽量小
数字电视信号参数的选择
• 数字电视是在模拟电视的基础上发展起来 的，数字电视设备要和模拟电视设备长期 共存，因此，在选择电视信号数字化参数 时要考虑到数字电视设备的兼容性问题， 使现存的模拟电视制式和数字电视能有最 大程度的共同性 • 电视信号的数字化处理有数字复合编码和 数字分量编码两种方式
电视信号的数字复合编码
基准信号的具体定义
• XY中的X代表1、F、V和H • F＝0表示在奇场，F＝1表示在偶场 • V＝0表示在其他期间，V＝1表示在场消隐 期间 • H＝0表示为SAV，H＝1表示为EAV • XY中的Y代表保护比特位，也就是X的校验 码

数字电视基础知识
电视信号的冗余性表现在以下方面： 空间相关冗余 时间相关冗余
数字电视基础知识
1.6 调制传输 基带信号变为频带信号，频谱搬移； 便于远距离传输； 比如：QPSK、QAM
数字电视基础知识
1.7 数字电视的几种分类 传输分类：数字卫星电视、数字有线电视、
数字地面广播电视。 清晰度分类：标准清晰度数字电视
数字电视基础知识
波特率：也就是符号率，是针对模拟数据信 号传输过程中，调制解调器输出的调制信号 每秒钟载波调制状态改变的数值，单位是 s/s，称为波特(baud)率。
比特率与波特率关系式：R=Blog2N（b/s）
R是比特率，B是波特率，N是n比特符号数。
数字电视基础知识
1.4 模拟信号的数字化 抽样：时间上连续的取值变为有限个离
抓住每一次机会不能轻易流失，这样 我们才 能真正 强大。20.11.262020年 11月26日星期 四5时55分52秒20.11.26
谢谢大家！
重于泰山，轻于鸿毛。05:55:5205:55: 5205:55Thurs day, November 26, 2020
不可麻痹大意，要防微杜渐。20.11.2620.11.2605:55:5205: 55:52November 26, 2020
加强自身建设，增强个人的休养。2020年11月26日 上午5时 55分20.11.2620.11.26
（SDTV）、高清晰度数字电视（HDTV）。
二、数字电视前端系统
数字电视系统信号原理图
视频 音频 数据
视频编码
节目Leabharlann 音频编码复用
传 输 复 用
信 道 编 码
调 信道 制 器
调 谐 器

! 丁6 炜 （ 山东鲁能慧通科技有限公司， 山东 济南 !8"$"" ）
（上接第 $5 期） 正如模拟电视有 9+/、 *.:’ 和 :1’+; 等制式一 样， 数字电视也要制定本身的标准， 在数字电视传输码 流中， 一个数据包有多大， 含有多少字节， 每个字节的 含义是什么， 甚至一个字节的每一比特是何意义都有 明确规定， 这就是标准。 广播电视从模拟系统向数字系统过渡， 没有统一 的标准就不可能实现， 与模拟系统相比， 数字电视技术 标准在电视系统数字化、 网络化中具有重要的地位和 作用， 主要体现在以下几个方面： !在设备方面， 模拟系统的标准主要规定设备的 外在接口， 而数字系统的标准不仅规定系统的外在接 口， 还要对数字信号处理的整个过程甚至是每个比特 都作详细的规定， 如果标准不统一， 设备和网络将无法 连通， 数字信号将无法畅通； 模拟系统工程是单一的独立的业 "在系统方面， 务系统， 而数字系统则是统一的、 综合的从播出到接收 的大系统， 接收端与播出端必须完全对应， 这就要求对 播出系统、 传输系统与机顶盒或接收机统一制定标准； 模拟系统的标准主要是单一 #在相互关系方面， 的技术标准， 而数字系统的标准则是集信息标准、 广播 电视技术标准、 通信传输标准、 计算机标准于一体的多 层次标准。 !" 数字电视的主要标准 目前， 数字电视标准有 < 种： 美国的 +.:’、 欧洲的 ,20 和日本的 ):,0， 其中前两种标准用得较为广泛， 特别是 ,20 已成为世界数字电视的主流标准。 $4 $6 +.:’ 标准 +.:’ 字电视标准也称为 -+ 系统， 于 $%%# 年 经美国联邦通信委员会正式批准作为美国的高级电视

1.5Mbit/s
A D
16 bit Up to 768kbit/s
15~20kHz BW
32/44.1/48kHz 音频采样频率
图3.2 视频和音频信号
19
2系统及其测量-1, 05
1、数据流
❖ 视频信号压缩到1(1)和2～6(2) ❖ 音频信号压缩到100～400 ❖ 压缩后的视音频信号称作( )流，包括： ❖ 视频流 ❖ 音频流 ❖ 数据流——任何类型的压缩或未压缩数据
和数据总码率可以是固定或变化的，称为统计复用。
❖ 所有节目的流再复用成一个总的流，最大约40。
Video 1 Audio 1 Video 2 Audio 2 Video 3
Audio 3
Encoder Encoder Encoder
Program 1
Program 2
Program 3
图3.7 2 流的复用 27
1、数据流
数字电视原理与应用
2包 接收端所需信息
的 2 其他重要细节
22
2系统及其测量-1, 05
数字电视原理与应用
❖ 所有流首先被打包成不同长度的包，通常为64。 ❖ 开头为6的头： ❖ 前3个是起始码前缀00 00 01，用于表明一个包的开始。 ❖ 第4个是起始码标志，说明起始码种类，表明中是视频、音频还是数
48 byte payload
188 byte MPEG-2 TS packet
47 byte payload
5 byte header
图3.11 包 37
47 byte payload
47 byte payload
4 ATM cells 1 byte spec. information

目的播放。
功能特点
数字电视机顶盒具有频道搜索、 节目录制、视频点播、网络浏览 等功能，提高了电视观看的便捷
性和个性化。
智能电视与网络电视
01 02
定义
智能电视是一种具有操作系统和智能功能的电视，用户可以通过智能电 视进行网络浏览、视频通话、游戏娱乐等操作；网络电视是一种通过网 络收看直播或点播节目的电视。
《数字电视》课件
目录 CONTENTS
• 数字电视概述 • 数字电视技术基础 • 数字电视接收设备 • 数字电视节目与服务 • 数字电视的未来发展 • 数字电视的应用与实践
01
数字电视概述
数字电视的定义
数字电视
一种采用数字信号传输的电视技 术，通过将模拟信号转换为数字 信号进行传输、接收和处理。
工作原理
投影仪通过将视频信号转换为图像，并通过投影镜头将图像投射到投影布上，实现大屏幕 显示；数字电影放映机则通过读取存储在数字载体（如硬盘）上的数字电影文件，经过解 码和投影，实现电影的播放。
功能特点
投影仪具有灵活的投影尺寸和画面质量，适用于家庭影院、会议室等多种场合；数字电影 放映机则具有高分辨率、高帧率和高质量的画质，提供了接近电影院的观影体验。
工作原理
智能电视通过内置的操作系统和处理器，实现各种智能功能；网络电视 通过接入互联网，利用相关应用程序或浏览器收看各种网络视频内容。
03
功能特点
智能电视具有丰富的应用和智能化操作，提高了电视的娱乐性和互动性
；网络电视则提供了更为丰富的节目资源和个性化的观看体验。
投影仪与数字电影放映机
定义
投影仪是一种将视频信号转换为图像并通过投影布投射出来的设备；数字电影放映机是一 种用于播放数字电影的电影放映机。

第19页/共30页
2.4数字电视系统的关键技术 • 高清晰度平板显示技术（十）
显示器是最终体现数字电视效果或魅力的产 品。
第20页/共30页
第2章 数字电视概论
• 2.1数字电视和高清晰度电视的概念 • 2.2数字电视的主要优点 • 2.3数字电视系统的组成 • 2.4数字电视系统的关键技术 • 2.5国外数字电视及其标准化状况 • 2.6中国数字电视及其发展状况
RS前向纠错码，以及得以进行数据广播等，形成通用的数字电视标准和系统。
第24页/共30页
2.5国外数字电视及其标准化状况
DVB数字电视标准系列
➢ DVB广播传输系统（卫星、地面、有线等）
➢ DVB基带附加信息系统（IRD调谐、节目指南， 以及图文、字幕、图标等）
➢ DVB交互业务信息（交互业务网络独立协议、 交互业务回传信道等）
• 高清晰度电视（HDTV） 高清晰度电视是一个透明的系统，
一个视力正常的观众在观看距离为显 示屏高度的3倍处所看到的图像的清晰 度，与观看原始景物或表演的感觉相 同。
第2页/共30页
2.1数字电视和高清晰度电视的概 念
高清晰度电视特点：
图像清晰度在水平和垂直方向上均
近似为现行模拟电视图像清晰度的2倍，
第21页/共30页
2.5国外数字电视及其标准化状况
• 美国ATSC标准 (Advanced Television System Committee
高级电视制式委员会）
ATSC数字电视标准包括HDTV、SDTV、数据 广播、多声道环绕立体声和卫星直播等。 其特点是强调覆盖范围和数据容量，并 侧重于数字电视地面广 第22页/共30页 播。
第4页/共30页
2.1数字电视和高清晰度电视的概 念

中
对于625行／50Hz场扫描格式的亮度信
规
号来说，每行的取样点数为：
定
13.5x/15625=864
4:2:2格式的样元位置：四个Y样元对应
演
有两个CB样元及两个CR样元）。
播
室
数
色差信号CB及CR每一行均存在，所以
字
在垂直方向上与Y样元具有相同的清晰
编
度：525行制式为480行，625行制式为
13.5MHz 6.75MHz
编码方式
8bit均匀量化
数字有效
Y
行取样数 R-Y, B-Y
720 360
信号电平 的量化值
Y R-Y, B-Y
共220级(16-235),黑电平对应第16级,峰值电平对应第235级 共224级(16-240),零信号对应第128级
同步字
0与255（保留）
定时关系
(有效行结束到OH)
码流结构
2.4.1 ITU-R BT.601标准及主要参数
标准清晰度数字电视信号编码国际标准主要是 ITU-R BT.601系列
Studio Encoding Parameters of Digital Television for Standard 4:3 and Wide-screen 16:9 Aspect Ratios 又称：CCIR-601建议 1982年发表，后于1986，1990，1992，1994， 1995年多次修改补充
Interface for Digital Component Video Signal in 525-line and 625-line TV Systems Operating at the 4:2:2 Level 又称：CCIR-656建议 1986年发表，后于1992，1994，1995，1998年多次修改 补充 它规定了数字视频设备之间的数据流传输标准。各厂家 生产的设备都必须遵循这个规定。它是一个数字分量电视 信号的接口标准